一种控制车辆行驶方向的方法、装置及设备制造方法及图纸

本说明书提供了一种控制车辆行驶方向的方法、装置及设备。所述方法包括获取目标车辆的预设参考轨迹；实时获取所述目标车辆的位姿信息；其中，所述位姿信息包括所述目标车辆的位置信息和姿态信息；根据所述位姿信息和所述预设参考轨迹上的预瞄点，计算所述目标车辆偏离所述预设参考轨迹的跟踪偏差；在所述跟踪偏差大于预设偏差阈值时，基于预设过渡时间和所述跟踪偏差，生成方向盘指令，所述方向盘指令表征车辆所需的方向盘转角；将所述方向盘指令发送至车辆控制系统，以使所述车辆控制系统控制所述目标车辆的行驶方向。利用本说明书实施例可以有效减少对车辆超调的现象，提高车辆的行驶安全性。行驶安全性。行驶安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种控制车辆行驶方向的方法、装置及设备


[0001]本申请涉及车辆控制领域，特别涉及一种控制车辆行驶方向的方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶技术的不断发展，紧急蔽障等特殊工况下的车辆控制变得越来越重要。
[0003]现有技术中通常基于误差反馈来消除误差，进而实现对车辆的控制。然而，这种方法初始时刻的误差较大，例如，驾驶员激活车道保持系统时，车辆处于车道内偏离中心线较远的位置，或者车头与车道中心线夹角较大，都会引入较大的初始误差，而这种初始误差很容易使系统产生超调，从而在紧急蔽障时难以保证对车辆的稳定控制，降低车辆行驶的安全性。
[0004]因此，业内亟需一种可以解决上述问题的技术方案。

技术实现思路

[0005]本说明书实施例提供了一种控制车辆行驶方向的方法、装置及设备，可以有效减少对车辆超调的现象，提高车辆的行驶安全性。
[0006]本说明书提供的控制车辆行驶方向的方法、装置及设备是包括以下方式实现的。
[0007]一种控制车辆行驶方向的方法，包括：获取目标车辆的预设参考轨迹；实时获取所述目标车辆的位姿信息；其中，所述位姿信息包括所述目标车辆的位置信息和姿态信息；根据所述位姿信息和所述预设参考轨迹上的预瞄点，计算所述目标车辆偏离所述预设参考轨迹的跟踪偏差；在所述跟踪偏差大于预设偏差阈值时，基于预设过渡时间和所述跟踪偏差，生成方向盘指令；所述方向盘指令表征车辆所需的方向盘转角，将所述方向盘指令发送至车辆控制系统，以使所述车辆控制系统控制所述目标车辆的行驶方向。
[0008]一种控制车辆行驶方向的装置，包括：参考轨迹获取模块，用于获取目标车辆的预设参考轨迹；位姿信息获取模块，用于实时获取所述目标车辆的位姿信息；其中，所述位姿信息包括所述目标车辆的位置信息和姿态信息；计算模块，用于根据所述位姿信息和所述预设参考轨迹上的预瞄点，计算所述目标车辆偏离所述预设参考轨迹的跟踪偏差；生成模块，用于在所述跟踪偏差大于预设偏差阈值时，基于预设过渡时间和所述跟踪偏差，生成方向盘指令；所述方向盘指令表征车辆所需的方向盘转角，发送模块，用于将所述方向盘指令发送至车辆控制系统，以使所述车辆控制系统控制所述目标车辆的行驶方向。
[0009]一种控制车辆行驶方向的设备，包括处理器及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现本说明书实施例中任意一个方法实施例的步骤。
[0010]本说明书提供的一种控制车辆行驶方向的方法、装置及设备。一些实施例中通过根据位姿信息和预设参考轨迹上的预瞄点计算车辆偏离预设参考轨迹的跟踪偏差，判断跟踪偏差与预设偏差阈值的关系，可以自适应的实现对不同跟踪偏差的车道偏离横向控制，从而有效提高对车辆控制的效率。当检测到跟踪偏差大于预设偏差阈值时，在根据跟踪偏
差计算方向盘指令的基础上，通过安排过渡过程降低跟踪偏差，不仅可以在不改变系统阻尼的情况下，加快系统跟踪响应，提高对车辆控制的效率，而且可以有效减少对车辆超调的现象，提高车辆的行驶安全性。在确定方向盘指令后，通过进行滤波、限幅处理，可以使输出的方向盘指令更准确，从而可以提高对车辆控制的准确度。采用本说明书提供的实施方案，可以有效减少对车辆超调的现象，提高车辆的行驶安全性。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，并不构成对本说明书的限定。在附图中：
[0012]图1是本说明书提供的一种控制车辆行驶方向的方法的一个实施例的流程示意图；
[0013]图2是本说明书提供的一种卡车的结构示意图；
[0014]图3是本说明书提供的一种基于车辆坐标系计算牵引车相对于预瞄点跟踪偏差的模拟示意图；
[0015]图4是本说明书提供的一种利用现有方法对车辆控制的示意图；
[0016]图5是本说明书提供的一种安排过渡过程对车辆控制的示意图；
[0017]图6是本说明书提供的另一种安排过渡过程对车辆控制的示意图；
[0018]图7是本说明书提供的控制车辆行驶方向的方法的一个具体实施例的流程示意图；
[0019]图8是本说明书提供的一种控制车辆行驶方向的装置的一个实施例的模块结构示意图；
[0020]图9是本说明书提供的一种控制车辆行驶方向的服务器的一个实施例的硬件结构框图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书实施例保护的范围。
[0022]下面以一个具体的应用场景为例对本说明书实施方案进行说明。具体的，图1是本说明书提供的一种控制车辆行驶方向的方法的一个实施例的流程示意图。虽然本说明书提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤或装置结构，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法或装置中可以包括更多或者部分合并后更少的操作步骤或模块单元。
[0023]本说明书提供的一种实施方案可以应用到客户端、服务器等中。所述客户端可以包括终端设备，如智能手机、平板电脑等。所述服务器可以包括单台计算机设备，也可以包括多个服务器组成的服务器集群，或者分布式系统的服务器结构等。优选的，本说明书方案可以应用于车道保持/偏离辅助系统中，其中，车道保持/偏离辅助系统可以在车辆有发生危险的趋势时及时采取相应的措施,控制车辆在车道内安全行驶。
[0024]需要说明的是，下述实施例描述并不对基于本说明书的其他可扩展到的应用场景中的技术方案构成限制。具体的一种实施例如图1所示，本说明书提供的一种控制车辆行驶方向的方法的一种实施例中，所述方法可以包括以下步骤。
[0025]S0：获取目标车辆的预设参考轨迹。
[0026]一些实施例中，所述目标车辆的结构可以为非统一的整体，如目标车辆可以为卡车，其中，卡车可以包括牵引车和挂车。如图2所示，图2是本说明书提供的一种卡车的结构示意图，其中，卡车结构包括牵引车
①
和挂车
②
两部分，
③
为牵引车
①
的质点(牵引车后轮轴的中心)，
④
为挂车
②
的质点(挂车后轮轴的中心)。
[0027]一些实施例中，所述目标车辆的结构还可以为统一的整体，如普通汽车、自行车等。
[0028]需要说明的是，通常由于卡车满载的重量是普通轿车的20-25倍，卡车长度是普通轿车的4-5倍，卡车结构是非统一的整体，所以，在道路行驶过程中，除了需要将牵引车
①
保持在车道内外，还需要将挂车
②
保持在车道内。此外，由于卡车空载、半载、满载重量不同，行驶速度不同，如果在行驶过程中驾驶操本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制车辆行驶方向的方法，其特征在于，包括：获取目标车辆的预设参考轨迹；实时获取所述目标车辆的位姿信息；其中，所述位姿信息包括所述目标车辆的位置信息和姿态信息；根据所述位姿信息和所述预设参考轨迹上的预瞄点，计算所述目标车辆偏离所述预设参考轨迹的跟踪偏差；在所述跟踪偏差大于预设偏差阈值时，基于预设过渡时间和所述跟踪偏差，生成方向盘指令，所述方向盘指令表征车辆所需的方向盘转角；将所述方向盘指令发送至车辆控制系统，以使所述车辆控制系统控制所述目标车辆的行驶方向。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方向盘转角至少满足下述条件中的一个：所述方向盘转角起始为零；所述方向盘转角在同一方向先增大再减小。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标车辆包括牵引车和挂车。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述目标车辆偏离所述预设参考轨迹的跟踪偏差包括位置偏差和姿态偏差；所述位置偏差为牵引车的质点与预瞄点之间的横向偏差，所述姿态偏差为所述牵引车车身方向与所述牵引车的质点到预瞄点的射线方向之间的夹角；所述牵引车的质点为所述牵引车后轮轴的中心。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述跟踪偏差大于预设偏差阈值时，基于预设过渡时间和所述跟踪偏差，生成方向盘指令，包括：根据所述预设过渡时间和所述跟踪偏差，计算方向盘转动的角速度；对所述方向盘转动的角速度在时间上进行积分，生成所述方向盘指令。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据下述公式计算所述方向盘转动的角速度：其中，steer_v表示方向盘转动的角速度，error表示跟踪偏差，T0表示预设过渡时间，t表示时间。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据下述公式计算所述方向盘转动的角速度：
其中，steer_v表示方向盘转动的角速度，error表示跟踪偏差，T0表示预设过渡时间，t表示时间。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成方向盘指令后，包括：对所述方向盘指令进行滤波处理；将滤波后的方向盘指令发送至车辆控制系统，以使所述车辆控制系统控制所述目标车辆的行驶方向。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成方向盘指令后，包括：判断所述方向盘指令对应的方向盘转角与所述目标车辆在当前车速下方向盘最大转角的关系；其中，所述目标车辆在不同车速下方向盘最大转角根据所述目标车辆的最大安全横向加速度预先获得；当所述方向盘指令对应的方向盘转角大于相同车速下方向盘最大转角时，调整所述预设过渡时间；基于调整后的预设过渡时间和所述跟踪偏差，重新生成方向盘指令。10.一种控制车辆行驶方向的装置，其特征在于，包括：参考轨迹获取模块，用于获取目标车辆的预设参考轨迹；位姿信息获取模块，用于实时获取所述目标车辆的位姿信息；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴家轩，韩坪良，柴嘉峰，
申请(专利权)人：苏州智加科技有限公司，
类型：发明
国别省市：